ala转子电机直接转矩控制研究与仿真

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1、研究与开发ALA转子电机直接转矩控制研究与仿真贺小玉(华中科技大学电子与电气工程学院，武汉430074)摘要介绍了ALA转子电机的基本原理及其直接转矩控制(DTC)的基本理论。在Simulink环境下，搭建ALA转子电机及其直接转矩控制系统的模型。对ALA转子电机DTC系统起动及负载变化等情况进行了研究。仿真结果表明，直接转矩控制可以克服ALA转子电机开环难以起动的缺点。ALA转子电机的直接转矩控制仿真系统结构简单，实现容易，动态响应快，对ALA转子电机的实用化有相当大的意义。关键词：ALA转子电机；直接转矩控制

2、；SimulinkInvestigationandSimulationAnalysisofDirectTorqueControlinAxially-LaminatedAnisotropicRotorMotorHeXiaoyufCollegeofElectricandElectronicEngineering，HuazhongUnive~ityofScienceandTechnology,Wuhan430074)AbstractTheprincipleofAxially—LaminatedAnisotropic(A

3、LA)RotorMotorandthetheoryofitsdirecttorquecontrol(DTC)areintroduced．ThesimulationmodelofDTCofALArotormotoriSestablishedbasedonMatlab／Simulink．Thedynamicresponseofno．1oadstartingandstep—loadofALArotormotorareresearched．TheresultofsimulationindicatesthattheDTCo

4、fALArotormotorcanovercomethedisadvantageofthebadiystartinginopen—loopsystem．ThesimulationsystemofDTCofALArotormotoriSsignificativeinthepractivereseachOfALArtormotorwhichhasadvantagesofsimplestruct，easyrealizedandfastdynamaicresponse．Keywords：Axially—Laminated

5、anisotropicrotormotor；directtorquecontrol：Simulink1引言起动及各种工况进行了仿真研究。直接转矩控制由于结果简单、系统实现容易，受2ALA转子电机的数学模型到人们的广泛关注。直接转矩控制(DirectTorque轴向叠片各向异性(Axially-LaminatedAnisotropic，Control，简称DTC)最早由德国鲁尔大学M·Depenbroch简称为ALA)转子电机是一种新型的磁阻同步电教授于1985年提出来。直接转矩控制把逆变器和电机，其两极结构如图1

6、所示。动机看为一个整体，采用定子磁链定向，直接对电机的磁链和转矩实行简单的砰～砰(Band—Band)控制，避开了电机轴系复杂的坐标变换和解耦，也不受转子参数的影响。人们最先开始把直接转矩控制应用于异步电机的控制随后又应用于永磁同步机。随着电机技术的迅速发展，各种新型电机不断出现，(a)两极ALA转子电机散件图(b)两极ALA转子电机定转子截面圈ALA转子电机即为一种新型的磁阻同步电动机，和图1两极ALA转子电机的结构其他同步电动机一样，具有开环起动难的缺点。把ALA转子电机的定子与普通异步电机没有差直接转矩控制

7、用于ALA转子电机的驱动控制，解决异，但转子则比较特殊。转子主要特点是无槽无导该电机的起动问题。本文基于Matlab／Simulink环境，体，采用轴向的导磁材料和非导磁材料的矩形叠片搭建了ALA转子电机的直接转矩控制模型，对电机交替高密度叠压而成，因此其dq轴电感、差I2011年第1期电

8、_t技术i5研究与开发异很大，具有强烈的【『I1极效应，凸极比厶／t可达u一：IR+(7)ssdf普通异步电机的10～20倍ll】。ALA转子电机正是靠磁路强烈的凸极效应产生电磁转矩。但由于单轴转定子磁链可写作：矩的存存，使得

9、电机在开环起动过程中，在1／2同=I((／s—)dt(8)步转速附近出现振荡，导致电机起动困难l2]。此式可作为直接转矩控制定子磁链的估算式，I大j此，很有必要研究ALA转子电机的DTC闭环它表明定子磁链矢量的顶点将沿着电压矢量作用的控制，为此，先介绍其在转子dq轴坐标系的数学模型。方向运动，如图2(a)所示。忽略定子电阻压降的定f磁链方程影响，可得定予磁链为一，[L。d